Wärmeenergieeigenschaften, erhalten, übertragen, übertragen

Der Wärmeenergie o Wärmeenergie eines Körpers ist die innere Energie, die mit seiner Temperatur verbunden ist, so dass es sich in Wärmeform manifestiert. Das Experimentieren von Wärmeenergie ist sehr einfach: Es reicht aus, um Ihre Hände zu reiben, um die durch Reibung verursachte Wärme wahrzunehmen.

Der Ursprung der thermischen Energie liegt einerseits in der konstanten Bewegung von Partikeln auf molekularer Ebene, was ihnen kinetische Energie verleiht, die die mit der Bewegung verbundene Energie ist.

Schema von Möglichkeiten zur Übertragung von Wärmeenergie

Andererseits haben die Partikel eine Eigenschaft, die als elektrische Ladung bezeichnet wird, nach der sie nach ihren relativen Positionen interagieren. Dieser Beitrag zur Körperthermieergie ist potenzielle Energie.

Es ist notwendig zu betonen. Das Maß dieser Energie ist die Temperatur, desto höher die Temperatur von etwas, desto mehr thermische oder Wärmeenergie it.

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Merkmale der thermischen Energie

Für das Kochen ist es notwendig, thermische Energie auf Nahrung zu übertragen

Die thermische Energie eines Systems ist gekennzeichnet durch:

-Haben die gleichen Einheiten wie Arbeit und jede andere Form von Energie.

-Über bestimmte grundlegende Mechanismen, die unten beschrieben wurden.

-In zwei Arten variiert: der erste Austausch von Energie mit der Umgebung, in der in diesem Fall das Übertragen gesprochen wird, und der andere arbeitet an dem System, das Energie hinzufügt oder subtrahiert.

Einheiten und Formeln

Die thermische Energieeinheit im internationalen System ist die Joule, Abkürzte J zu Ehren des englischen Physikers James Prescott Joule. In Bezug auf die thermische Energie ist jedoch eine gemeinsame Nutzungseinheit Kalorie.

In Bezug auf die Joule entspricht eine thermochemische Kalorie 4.1840 J und eine Kilokalorie repräsentieren 1000 Kalorien.

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Wärmeenergie ist proportional zur Körpertemperatur. Ja UND_C Es ist kinetische Energie und T Die Temperatur, die Verhältnismäßigkeitskonstante ist k_B Oder Boltzmann konstant, die durchschnittliche kinetische Energie des Partikels für jeden Freiheitsgrad wird durch die folgende Gleichung angegeben:

UND_C = ½ k_B∙ t

Beispielsweise kann sich ein monoatomisches Gasmolekül wie Helium oder Argon überall in einem Raum bewegen, dann hat es 3 Grad Freiheit und seine kinetische Energie der Übersetzung entspricht dem Dreifache der vorherigen Gleichung:

UND_C = 3/2 ∙ k_B∙ t

In internationalen Systemeinheiten ist Boltzmanns Konstante 1 wert.380649 × 10²³ J/k.

Angenommen, Gasmoleküle interagieren sehr wenig miteinander (ideales Gas) und haben nur Übersetzungsbewegungen, innere Energie oder gleichwertig kinetischer Energie UND_C.

Wenn beispielsweise andere Beiträge berücksichtigt werden, wird für jede Bewegungsmöglichkeit e = ½ k ∙ t hinzugefügt.

Wo die thermische Energie erhalten wird?

Wenn zwei Körper mit unterschiedlichen Temperaturen in Kontakt treten, fließt die Energie spontan von den heißesten zum kältesten, bis das thermische Gleichgewicht erreicht ist und die Temperaturen ausgeglichen sind.

Einmal im thermischen Gleichgewicht mit seiner Umgebung absorbiert ein Körper so viel thermische Energie, wie er emittiert.

Oft erzeugen diese Veränderungen Transformationen. Zum Beispiel expandieren die meisten Substanzen beim Erwärmen und beim Abkühlen sich sie zusammen. Statusänderungen können auch stattfinden, wie z. B. Feststoff bis Flüssigkeit oder leiden chemische Transformationen.

Thermische Energie erhalten, die durch verschiedene Wege möglich ist. Für die Erde ist die Hauptquelle die Sonne, aber die Erde selbst erzeugt selbst durch den radioaktiven Zerfall einiger instabiler Elemente Wärme.

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Chemische Reaktionen und Elektrizität erzeugen auch thermische Energie, die genutzt werden kann.

Solarenergie

Im Kern der meisten Sterne, Wasserstoffblenden, das einfachste und am häufigsten vorkommende Element im Universum, produziert Helium, das nächste komplexere Element nach Wasserstoff. Dieser Kernfusionsprozess, der kontinuierlich in der Sonne auftritt.

Verbrennung

Verbrennung ist eine chemische Reaktion, die die Wärme schnell freigibt. Es tritt immer in Gegenwart von Sauerstoff auf und erfordert ein brennbares Material wie Holz, Kohle oder Benzin. In ihnen gibt es einen Elektronenaustausch, bei dem Sauerstoff sie aus dem Kraftstoff nimmt, Licht und Wärme in dem Prozess freigesetzt werden.

Durch Reiben

Im Beispiel des Beginns, wenn es beim kalten Reiben die Hände reiben, fühlt sich ein beruhigendes Hitzegefühl an. Auf diese Weise erhöht die kinetische Reibung die Energie der Partikel auf der Hautoberfläche und erhöht daher die thermische Energie.

Gleiches gilt beim Schieben eines Buches auf einen Tisch und im Allgemeinen, wenn es eine relative Bewegung von Oberflächen in Kontakt gibt. Auf mikroskopischer Ebene verzeichnen die Partikel der beiden Oberflächen eine Zunahme ihrer kinetischen Energie, was zu einem Temperaturanstieg führt, der einfach durch Berühren der Oberflächen wahrgenommen werden kann.

Durch Übergabe von elektrischem Strom

Die Materialien werden auf den Durchgang des elektrischen Stroms erhitzt, sodass sich die Kabel der elektrischen Geräte, wenn sie mit dem Schuss verbunden sind. Diese Erwärmung heißt Jouleffekt.

Durch radioaktives Zerfall

In der Erde gibt es instabile Elemente, die natürlich abnehmen, dh sie vertreiben Partikel ihrer Kerne, um sich in andere stabilere Elemente zu verwandeln. Dieser Prozess wird von der thermischen Energieemission begleitet, die das Innere des Planeten erhitzt.

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Wärmeenergieübertragung

Es gibt drei grundlegende Mechanismen, um Wärmeenergie zu übertragen, dh die Wärme von einem Körper zum anderen zu übergeben: Leitung, Konvektion und Strahlung.

Fahren

Wärmeleitung

Es tritt vorzugsweise in festen Materialien auf, deren Partikel miteinander kollidieren, ohne diese zu verdrängen. Metalle sind gute Wärmeleiter dank der kostenlosen Elektronen, die sie haben.

Konvektion

Durch diesen Prozess wird die Wärme neben Teilen des Teigs transportiert, was im Allgemeinen eine Flüssigkeit ist, zum Beispiel eine Flüssigkeit. Durch das Kochen des Wassers in einem Topf, dem Teig im Hintergrund, nahe der Flamme, erwärmt sich und dehnt sich aus, so dass seine Dichte abnimmt und die Flüssigkeit aufsteigt. So sinken die kälteren Portionen, um sich wieder aufzuwärmen.

Strahlung

Im Gegensatz zu Fahren und Konvektion benötigt Strahlung das materielle Medium nicht, da es durch elektromagnetische Wellen erfolgt. Auf diese Weise erreicht die thermische Energie aus der Sonne die Erde durch den leeren Raum.

Verweise

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